电泳流体的制作方法
【专利说明】电泳流体 发明领域
[0001] 本发明涉及可用于形成电泳流体的复合物颜料粒子的制备，以及由其生成的显示 器流体。
【背景技术】
[0002] 电泳显示器(EPD)是一种基于电泳现象的非发射性器件，所述电泳现象影响分散 于介电溶剂中的带电颜料粒子。EPD通常含有一对隔开的板状电极。电极板中的至少一个 (通常在显示侧)是透明的。含有介电溶剂和分散于其中的带电颜料粒子的电泳流体被封在 两个电极板之间。
[0003] 电泳流体可含有一种类型的分散于具有对比色的溶剂或溶剂混合物的颜料粒子。 在这种情况下，当电压差施加于两个电极板之间时，颜料粒子借助于极性与该颜料粒子相 反的板的吸引力而迀移。从而，在透明板上显示的颜色可以是溶剂的颜色或颜料粒子的颜 色。板的极性的反转会使粒子向后迀移至相对的板，从而使颜色反转。
[0004] 或者，电泳流体可包括具有对比颜色和携带相反电荷的两类颜料粒子，且把这两 类颜料粒子分散于清澈的溶剂或溶剂混合物中。在这种情况下，当电压差施加于两个电极 板之间时，两种类型的颜料粒子会移动至显示单元中相对的端部(顶部或底部）。因此两种 类型的颜料粒子的颜色中的一种可呈现在显示单元的显示侧。
[0005] 在另一种选择中，其他颜色的颜料粒子添加于电泳流体中以形成高亮度或彩色显 示装置。
[0006] 对于所有类型的电泳显示器，显示器的单个显示单元中容纳的流体毫无疑问是该 装置中最重要的部分之一。流体的成分在很大程度上决定了装置的寿命、对比度、转换率以 及双稳定性。
[0007] 理想的流体中，在所有的操作条件下，带电的颜料粒子保持分离，且不团聚或相互 粘附或与电极粘附。另外，流体中的所有组分必须是化学稳定的且与电泳显示器中的其他 材料是相容的。
[0008] 目前，电泳流体中的颜料粒子的密度通常远高于分散有粒子的溶剂的密度，从而 导致性能问题，例如较差的灰度双稳定性和垂直沉降问题。
【附图说明】
[0009] 图la和lb示出本发明的复合物颜料粒子。
[0010]图2示出了适于制备本发明的复合物颜料粒子的工艺的反应步骤。
[0011] 图3和4说明了在合成复合物颜料粒子的方法中使用共聚单体调节电荷极性和电 荷水平的可能性。
【发明内容】
[0012] 本发明涉及显示器流体，其包含分散于溶剂的带电复合物颜料粒子，其中所述复 合物颜料粒子各自至少含有芯颜料粒子、包覆于芯颜料粒子的壳和位于复合物颜料粒子表 面的位阻稳定剂分子。
[0013] 在一个实施方式中，该复合物颜料粒子的密度与溶剂的密度基本一致。
[0014] 在一个实施方式中，复合物颜料粒子和溶剂之间的密度差小于2g/cm3。
[0015] 在一个实施方式中，芯颜料粒子是无机颜料粒子，且该芯颜料粒子可以是表面处 理过的或表面未经处理的。壳也可由有机材料形成，在这种情况下，复合物颜料粒子中的有 机物含量可至少是20重量％，优选20-70重量％，更优选20-40重量％或30-50重量％。
[0016] 在一个实施方式中，芯颜料粒子可以是有机颜料粒子。该实施方式中，芯颜料粒子 也可以是表面处理过的或表面未经处理的。具有有机芯粒子的复合物颜料粒子的聚合物含 量可至少是20重量％，优选30-70重量％，更优选40-60重量％或30-50重量％。
[0017] 在一个实施方式中，壳可以是与溶剂完全不相容或相对不相容的。
[0018] 在一个实施方式中，壳的表面可含有官能团以产生电荷或与电荷控制剂相互作 用。
[0019] 在一个实施方式中，位阻稳定剂分子可由聚丙烯酸酯、聚乙烯、聚丙烯、聚酯、聚硅 氧烷或其混合物形成。
[0020] 在一个实施方式中，流体可进一步含有第二种类型的带电颜料粒子。在一个实施 方式中，第二类型的带电颜料粒子是复合物颜料粒子，其至少含有芯颜料粒子、包覆于芯颜 料粒子的壳和位于复合物颜料粒子表面的位阻稳定剂分子。两种类型的复合物颜料粒子在 流体中呈对比颜色。在一种实施方式中，流体可含有两种以上的颜料粒子，且各类型的颜料 粒子与其他类型的颜料粒子的颜色不同。
[0021] 在一个实施方式中，分散有复合物颜料粒子的溶剂可以是烃溶剂或烃溶剂与另一 种烃溶剂的混合物，例如卤化溶剂或硅油类溶剂。
[0022] 在一个实施方式中，复合物颜料粒子可通过分散聚合或活性自由基聚合制备。
[0023] 本发明的另一方面涉及用于电泳显示器的复合物颜料粒子，其至少包含芯颜料粒 子、包覆在芯颜料粒子上的壳和位于复合物颜料粒子表面的位阻稳定剂分子，其中所述壳 由单体和共聚单体形成。
[0024] 本发明的一个进一步的方面涉及调节复合物颜料粒子的电荷水平的方法，该方法 包括向含有单体的组合物中添加共聚单体以形成复合物颜料粒子的壳。
[0025]发明详述
[0026] 本发明的第一方面涉及复合物颜料粒子，如图la和lb所示。复合物颜料粒子（10) 可具有一个或多个芯颜料粒子（11)。芯粒子（11)被壳（12)包覆。复合物颜料粒子的表面具 有位阻稳定剂分子(13)。
[0027] 芯颜料粒子可具有任意颜色(例如黑、白、红、绿、蓝、青、品红、黄等）。
[0028] 复合物颜料粒子可具有与分散它们的溶剂相近的密度，特别是烃溶剂。
[0029] 在一个实施方式中，芯粒子可由无机材料形成，例如11〇2、1^5〇4、211〇、金属氧化物、 铁猛黑（manganese ferrite black spinel)、铜络黑（copper chromite black spinel)、 炭黑或硫化锌颜料粒子。
[0030] 无机芯粒子可任选地进行表面处理。表面处理在形成复合物颜料粒子的壳的过程 中会提高芯颜料粒子与反应介质中的单体的相容性，或增强与单体的化学结合。作为示例， 表面处理可使用具有官能团的有机硅烷进行，所述官能团例如有丙烯酸酯、乙烯基、-nh2、-NC0、-OH等。这些官能团可与单体发生化学反应。
[0031 ]芯粒子也能通过无机材料进行表面处理，所述无机材料例如有二氧化娃、氧化错、 氧化锌等或其组合。硅酸钠或四乙氧基硅烷可作为常规的用于二氧化硅涂层的前体。
[0032]在无机处理的情况下，涂层的结构可以是多孔性的以降低密度。
[0033]有机壳可由有机聚合物形成，例如聚丙烯酸酯、聚氨酯、聚脲、聚乙烯、聚酯、聚硅 氧烷等。例如，聚丙烯酸酯壳可由以下单体形成:苯乙烯、丙烯酸甲酯、甲基丙烯酸甲酯、丙 烯酸正丁酯、甲基丙烯酸正丁酯、丙烯酸叔丁酯、甲基丙烯酸叔丁酯、乙烯基吡啶、正乙烯基 吡咯烷酮、丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸2-羟基乙酯、甲基丙烯酸二甲基氨基乙基酯等。 聚氨酯壳可由单体或低聚物形成，例如多官能异氰酸酯或硫代异氰酸酯、伯醇等。聚脲壳可 由包含反应性基团的单体形成，例如胺/异氰酸酯、胺/硫代异氰酸酯等。本领域的技术人员 能够基于本发明的构思选择合适的单体或低聚物及其变化形式。
[0034]在有机壳的情况下，由无机芯粒子得到的复合物颜料粒子的"有机物含量"至少是 20重量％，优选20-70重量％，更优选20-40重量％。在该实施方式中，术语"有机物含量"通 过壳（12)和位阻稳定剂（13)的总重量除以芯颜料粒子(11)、壳（12)和位阻稳定剂(13)的总 重量而确定。
[0035]壳的密度优选为低于2g/cm3的低值，更优选低于lg/cm3。可根据壳材料的密度和所 需的最终粒子密度对壳的厚度进行控制。
[0036] 壳材料是与显示器流体完全不相容或相对不相容的，所述流体中分散有复合物颜 料粒子。本文所用的相对"不相容"表示壳材料的5%以下、优选1%以下与显示器流体混溶。
[0037] 为获得该完全不相容性或相对不相容性，聚合壳材料可在其主链或侧链上具有极 性官能团。